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合肥市不同天气条件下大气气溶胶粒子理化特征分析

石春娥  邓学良  朱彬  杨元建  张浩  吴必文  王红磊  
【摘要】:为探讨合肥市霾天气大气气溶胶粒子的组成及来源,在2012-2013年代表性月份用安德森分级采样器在合肥市区进行大气气溶胶粒子采样,并分析各样本中水溶性无机离子成分(NH_4~+、Mg~(2+)、Ca~(2+)、Na~+、K~+、NO_2~-、NO_3~-、Cl~-、SO_4~(2-))。根据同期气象资料把采样背景天气分为晴空、雾、霾、轻雾等4类,详细分析了这4种天气下大气细粒子(指PM_(2.1))和粗粒子(粒径大于2.1μm部分)的浓度、组成以及主要离子组分的异同。结果表明:(1)观测期间晴空天多对应空气质量优良,雾、霾天对应轻度到重度污染,从晴空天到雾、霾天,PM_(2.1)浓度大幅度上升,且其占总悬浮颗粒物(TSP)的比例显著上升。(2)从晴空天到雾、霾天,水溶性无机离子质量占PM_(2.1)质量浓度的比例上升,分别为46%(晴空)、67%(霾)、61%(雾)、80%(轻雾)。PM_(2.1)中水溶性无机离子浓度居前3位的雾、霾天是SO_4~(2-)、NO_3~-和NH_4~+,晴空天为SO_4~(2-)、Ca~(2+)、NO_3~-。(3)与晴空天相比,霾天PM_(2.1)中水溶性无机离子浓度变化倍数最大的是NO_3~-(为晴空的6.1倍,下同)、其次是NH_4~+(3.6倍)和SO_4~(2-)(3.0倍);雾和轻雾天PM_(2.1)中水溶性无机离子浓度变化最大的是NO_3~-(10倍)、其次是NH_4~+(5倍)和Cl~-(4.0倍)。(4)4种天气下,与人为污染有关的离子(SO_4~(2-)、NO_3~-、Cl~-、NH_4~+)尺度谱存在显著差异,呈双峰型、单峰型、三峰型等;而Ca~(2+)的尺度谱无明显变化,基本上都呈双峰型。(5)在粒径3.3μm以下,阳、阴离子平衡较好,随着尺度增大变差,且晴空天比雾、霾天差。主要阴离子浓度间、Cl~-和Na~+间的比值和相关性,在晴空天和雾、霾天差异较大。

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